[发明专利]具有可重新配置的电感的开关调节器电路和方法

说明书

本公开包括具有可重新配置的电感的开关调节器电路和方法。在一个实施例中，一种电路包括：开关调节器，开关调节器接收具有开关频率的开关信号；监测开关频率的监测电路；以及在开关调节器的输出处的可重新配置的电感，其中监测电路基于开关频率在多个电感值之间改变可重新配置的电感。在包络跟踪应用中，监测包络跟踪信号频率和开关频率，以调整开关级电感。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年3月31日提交的美国申请No.14/675,354的优先权，其全部内容通过引用并入本文用于所有目的。

技术领域

本公开涉及电子电路和方法，并且具体地涉及具有可重新配置的电感的开关调节器电路和方法。

背景技术

开关调节器是通过将无源元件切换到不同的电气配置中并从不同的电气配置切换出来产生经调节的电压或电流的电路。图1示出了一个开关调节器拓扑的示例。在开关调节器的该示例中，开关101和102被导通和关断，使得输入电压Vdd对电感器(L)103充电。当开关101闭合并且开关102断开时，能量从Vdd提供到电感器103，以生成电感器电流IL。开关102周期性地闭合并且开关101断开，并且随着电感器中的能量耗散，电感器电流IL继续流向输出“out”。开关101和102由开关控制电路104控制，并且每个开关的导通/关断时间可以根据各种不同应用需求而变化。开关调节器是用于提供电压和电流的非常有效的电路，但在某些应用中存在许多问题。

例如，开关调节器的一个挑战是当开关被导通和关断时，由开关生成的噪声。这被称为开关噪声。可以通过使用较大的电感器有效地抑制开关噪声。然而，使用较大的电感器具有降低效率的缺点，特别是在输出上的电压正在改变的情况下。例如，很难选择在宽带宽的范围内实现在噪声和效率性能之间的最佳权衡的单个电感器。

采用开关调节器的一个特定应用是在功率放大器应用中的包络跟踪中。在线性功率放大器中(特别是在调制方案变得更加复杂并且其功率峰值均比增加的无线应用中)实现高效率是具有挑战性的。包络跟踪(ET)是通过连续调整其电源电压以改进传输期间的效率来提高PA的效率的方法。

图2示出了一种类型的包络跟踪系统的示例配置。在该示例中，在功率放大器(PA)203的输入处提供输入信号Vin，以产生经功率放大的信号Vout。PA 203从线性放大器201和开关级202的配置接收电源电压Vdd和电源电流Idd。线性级和开关级一起工作，以基于功率放大器输入信号Vin的包络来调节Vdd的电平，以改进功率放大器203的效率。在该示例中，例如，线性放大器201接收表示Vin的包络的包络跟踪信号(ET)。线性放大器201可以产生电压Vdd和电流Iamp。开关级202接收基于包络信号的开关信号SW。在该示例中，通过感测Iamp来生成SW。开关级202产生电压Vdd和电流Isw。电流Iamp和Isw的和是由PA 203汲取的电源电流Idd。开关调节器级202提高了ET的效率，但是噪声很大。线性调节器级201具有更高的速度，并确保最佳的电源电压，以实现PA的峰值效率，但是(功率)损耗较大。不幸的是，噪音和效率是矛盾的性能要求。

包络跟踪有效地改进了RF发射机路径中的PA的效率，同时不可避免地引入了开关噪声，该开关噪声可能落入RF接收机频带中，并且因此降低接收机的灵敏度。开关噪声的频率内容有时与发射机频带分布相关，使得难以实现滤波器，以有效地消除噪声。如上所述，可以通过使用较大的电感器来有效地抑制开关噪声，但效率降低。

对于许多现有的包络跟踪系统，选择电感器来平衡噪声和效率性能。然而，电感器的特定选择不能满足宽范围的包络带宽要求。

发明内容